[發明專利]金字塔遮擋檢測塊匹配的魯棒插值光流計算方法

有效

• 申請號: 202011470652.3
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112509014B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 張聰炫;史世棟;陳震;胡衛明;黎明;陳昊;李凌
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G06T7/269
• 分類號: G06T7/269;G06T7/215;G06T3/40;G06V10/74;G06V10/762;G06K9/62
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 張文杰

1.一種基于金字塔遮擋檢測塊匹配的魯棒插值光流計算方法，其步驟如下：

1)首先進行金字塔遮擋檢測塊匹配得到稀疏的魯棒運動場：

(1)對連續兩幀圖像通過下采樣因子構成k層圖像金字塔，在每一層金字塔中構建種子塊{s^l}；

(2)創建好圖像金字塔和種子塊后，在每一層金字塔進行塊匹配，步驟如下：

I.初始化：每一個種子塊分配一個隨機匹配；

II.鄰域傳播：比較匹配塊的相似度，選取最大相似度的匹配塊；

III.隨機搜索：在當前最優匹配附近隨機試探，尋找更優匹配；搜索半徑r開始為每一層圖像的尺寸，然后以1/2的收斂速度減少半徑，直到r＝1；

(3)在每一層塊匹配結束后，進行前后一致性檢測：將前后項匹配結果進行一致性比較，獲取帶有初始遮擋的匹配結果；

(4)通過基于變形誤差的遮擋檢測算法，得到遮擋檢測信息；

(5)前后一致性檢測結束后，將匹配結果超像素分割并聚類，進行雙邊濾波，獲取帶有邊緣信息以及初始遮擋信息的匹配結果；

(6)輸入遮擋檢測結果，進行遮擋信息判斷：中心像素點的鄰域像素與遮擋信息進行同或運算，相鄰像素判斷為遮擋點個數過半數后，中心像素點為遮擋點，否則為非遮擋點；通過優化前后一致性遮擋檢測結果，得到該層金字塔最終帶有準確遮擋信息的匹配結果f(s^l)，公式如下：

式中：N_o為被判斷遮擋點個數，N為相鄰像素點總數，s^l為中心像素點；

(7)上一層得到的匹配結果f(s^l)作為下一層塊匹配的初始化：

進行迭代運算，在第k層得到匹配結果為最終匹配結果M；

2)由匹配得到準確的稀疏匹配結果，需要經過魯棒插值算法獲取稠密光流；

(1)超像素分割參考幀圖像I₁得到K個超像素塊s_k；

(2)將分割后的圖像抽象成一個無向圖G＝(V,E)， 由邊緣算法BCDN得到的運動邊緣作為代價圖，計算相鄰超像素之間的測地線距離

(3)基于超像素集合{s_k}和匹配結果M，生成超像素匹配；具體方式為，對超像素塊s_k內所有有效地匹配點取中值；然后經過最近鄰插值得到稠密光流；

3)由魯棒插值算法得到稠密光流后，經過全局能量泛函變分優化稠密光流：

上式表示求解光流場w＝(u,v,1)^T的全局能量泛函，M(u,v)表示數據項，表示平滑項，其中表示空間梯度算子，平滑項權重系數經過全局能量泛函變分優化得到最終光流。